Genes saltarines!

En los genomas, tanto eucariotas (ej. plantas, animales,) como procariotas (ej. bacterias) existen secuencias de ADN que tienen la capacidad de “moverse” de un lugar a otro y reciben el nombre de transposones. En los eucariotas es más común la transposición mediante un intermediario de ARN (retrotransposición), lo que implica que la secuencia de ADN no salta de un sitio del genoma a otro, sino que es copiada y luego insertada, logrando duplicar la secuencia en cuestión y a su vez, ampliando el tamaño del genoma.

Estos elementos movibles tienen la capacidad de alterar el genoma, por ejemplo, llevando un gen de un lugar a otro o silenciando un gen debido a una inserción en el medio de la zona codificante. En humanos aproximadamente el 45% del genoma corresponde a este tipo de elementos movibles.

En bacterias, es más común la transposición directa de ADN. Existen Secuencias de Inserción (IS), donde un fragmento de ADN que posee solo el gen que codifica para la transposasa (enzima que ayuda al proceso de la transposición) se mueve de un sitio del genoma a otro. Por otro lado, aquellas secuencias que además de poseer la transposasa contienen también algún que otro gen, reciben el nombre de transposon.

Barbara McClintock fue la primera en estudiar este fenómeno en eucariotas, en particular, en la planta del maíz. Descubrió, entre otras cosas, que estos genes saltarines daban una diversidad fenotípica (apariencia y rasgos físicos definidos) increíble de una progenie a la otra. Por ello, recibió el premio Novel en 1983.

Los transposones son foco de estudio incluso hoy en día. Debido a que estas secuencias pueden moverse o autoreplicarse de un lugar del genoma a otro (incluso de cromosoma a cromosoma), ocasionan la aparición de mutaciones y por ende enfermedades. Se conocen enfermedades en humanos que son originadas por el efecto de la transposición, por ejemplo la inserción de un gen movible sobre otro codificante para alguna enzima esencial, como es el caso de la Hemofilia de tipo A y B, y la distrofia muscular Duchenne.

ADN de mamá y... mezcla

Sabemos que en el núcleo de nuestras células tenemos la información genética heredada que nos define y nos caracteriza. Éste ADN nuclear se origina en los animales como resultado de la unión de dos gametos conocidos, el óvulo y el espermatozoide.

La información genética de ambos padres se “mezcla” durante un proceso que incluye la recombinación cromosómica o crossing over. Aquí, los cromosomas intercambian secciones de su ADN dando origen a una variabilidad impresionante. Por ello, tenemos rasgos parecidos a nuestros padres, pero no existe posibilidad de que salgamos idéntico solo a uno de ellos.

Sin embargo, la información genética presente en el núcleo de nuestras células no es la única presente en nuestro organismo. Localizada también en las células, están las mitocondrias, organelas bien conocidas por ser motores energéticos, dado que producen la mayor parte del ATP (combustible energético) que requiere la célula, y en donde también encontramos ADN.

El ADN mitocondrial no es heredado de ambos padres ni mucho menos mezcla de ellos. Este ADN es pura y exclusivamente heredado de nuestra madre. Las primeras mitocondrias presentes en los primeros segundos posteriores a la unión de los gametos provienen del óvulo de la madre. Así es que, nuestro ADN mitocondrial, proviene de mamá. Tenemos entonces, más información genética por herencia materna que paterna? Bien, esa es una pregunta que generaría un gran debate.

Imagen: Microfotografía electrónica de una mitocondria. (http://www.genomasur.com/lecturas/Guia09.htm)

Jugoso o a punto? Mejor cocido.

Es muy común que nos aconsejen comer carne bien cocida, pero hay quienes la prefieren bien jugosa y otros “vuelta y vuelta”. Para gusto de algunos, el trozo de carne casi que dice “muuuu”. Es cuestión de gusto, ¿pero qué pasa cuando el gusto afecta a la salud?

No es un mito popular que el comer carne cruda traiga consecuencias para la salud. El listado de microorganismos patógenos y organismos dañinos que puedan ingresar a nuestro cuerpo mediante esta vía es bastante extenso. Partiendo por los más pequeños, como la salmonella o E. coli patógena, hasta organismos más grandes, como la tenia.

Las tenias pertenecen al filo platelminto, clase cestodos y se conocen también como “gusanos planos”. Son parásitos muy comunes y causan gran variedad de enfermedades y trastornos. Poseen una cabeza con pequeñas ventosas y ganchos que les permiten sostenerse y permanecer aferrados al tracto intestinal del huésped, posiblemente, un humano. Estos parásitos no poseen estómago, por lo que absorben los alimentos a través de su piel. Viven mientras permanecen adheridos, y están liberando huevos constantemente. Los huevos son infecciosos para el huésped y extiende el contagio a otras personas una vez expulsados del organismo.

Las dos tenias más conocidas son la tenia del ganado bovino (Taenia saginata) y la tenia del cerdo (Taenia solium). La primera puede llegar a medir hasta 6m. En los bovinos, el parásito puede albergarse en los músculos, pudiendo ser detectado a simple vista en un trozo de carne. La tenia de cerdo termina su ciclo en el ser humano, es decir, somos los huéspedes definitivos. Esta tenia puede enquistarse en el cerebro, músculos u otros órganos. El crecimiento de la tenia causa cisticercosis y puede ocasionar graves daños e incluso la muerte.

El ser humano puede infectarse no solo por comer carne cruda sino por falta de higiene, en especial cuando se tiene contacto con animales que pueden ser huéspedes intermediarios de estos parásitos.

La carne, cualquiera sea, mejor bien cocida. El calor alto en la cocción logra erradicar la posibilidad de infección, ya que éstos parásitos no sobreviven a temperaturas elevadas.

No voy a agregar una fotografía de una tenia en este post porque el parásito es realmente desagradable, pero ustedes pueden googlear, si lo desean. Sí voy a postear una fotografía de unas costillitas de cerdo como solo se prepara en Santa Fe.

Combustible para el cerebro

Nuestro cuerpo requiere diferentes nutrientes para poder funcionar adecuadamente. Cada órgano tiene su combustible preferencial y es por ello que la dieta debe ser lo más equilibrada posible de acuerdo a nuestras necesidades nutricionales.

El cerebro usa básicamente glucosa, aproximadamente unos 120 gramos al día, bastante, no? Si consideramos que el cuerpo completo requiere de aproximadamente unos 190 gramos al día, podríamos decir que el cerebro es realmente un goloso! En caso de falta de glucosa, el cerebro puede hacer uso de cuerpos cetónicos, compuestos que el organismo puede sintetizar haciendo uso de reservas mediante vías metabólicas complejas.

La importancia del desayuno radica fundamentalmente en la necesidad de reponer las reservas de glucosa que guardamos en el hígado y en los músculos en forma de glucógeno. Estas reservas se agotan luego de unas 12 horas sin ingesta de alimento, por ello es tan importante el desayuno. La glucosa que guardamos en hígado y músculos son usadas a lo largo del día para diferentes requerimientos, entre ellos, alguna urgencia del cerebro. Así que, siempre es bueno desayunar bien y, mi consejo extra: tener unos caramelos a mano para la hora de ir a dar un examen ;-)

Enzimas en el jabón en polvo

El uso de microorganismos en la industria está muy diversificado en estos tiempos. Las aplicaciones son muy variadas y van desde la alimenticia, como la producción de quesos y panes, hasta la petroquímica, poniendo como ejemplo a bacterias que son capaces de degradar el petróleo y generar productos inocuos para el medio ambiente.

En la industria textil y de químicos para limpieza podemos citar un bichito muy útil, el Bacillus lincheniformis. Esta bacteria es muy empleada para la elaboración de detergentes y jabones en polvo.

¿Dónde radica su potencial? Esta bacteria nos proporciona componentes que ayudan a degradar restos de comida o manchas en la ropa. Restos proteicos que puedan encontrarse en una prenda luego de haberla manchado con sangre, por ejemplo, se degradan con ayuda de la subtilisina, una proteasa (un tipo especial de enzima) obtenida de B. lincheniformis y comunmente secretada por otros bacilos.

La amilasa ayuda a degradar restos de almidón (proveniente de alimentos como la papa), y en particular, la extraída de esta bacteria, es muy resistente a la accion de proteasas, a temperaturas por sobre los 85 grados y a medios muy alcalinos.
El uso de enzimas en la industria para la producción de jabones lleva muchas décadas de constante mejora.

Algo más curioso aún, dónde podemos encontrar muchos B. lincheniformis?, en las plumas de las aves!

About proteins

Proteins are very complex biomolecules presented in many type of organisms like bacteria (prokaryotic cells) and animals (eukaryotic cells). They are formed by the addition of many amino acids.

The lipid bilayer that covers the cell has many proteins encrusted in its surface. It makes the cell to be very selective in which molecules can cross the bilayer, allowing the simple diffusion for oxygen and other small molecules. Water is a big molecule to pass the bilayer so it needs to be help by a specific protein called aquaporin. The proteins presented in this bilayer function like selective transports. There is another important transmembrane protein like ATPasa that are involved in ATP production and located in the mitochondrial surface.

Proteins that go entirely across the lipid bilayer are known as integral membrane proteins and they have a big hydrophobic polypeptide region. On the other hand, we have proteins that are only located in the surface of one layer and they are called peripheral membrane proteins.

Proteins have different conformations; it means that they are able to fold themselves in order to take the most biochemical stable form. The two principal conformations are α-helixes and β-sheets. The conformation of a protein is stable in a specific physiological environment. If we change the pH (protons concentration) in order to make the medium more o less acidic, temperature or salt concentration, the protein will start denaturizing itself. And if bad conditions persist in time, the molecule could be destroyed.

Many animal proteins have carbohydrates covalently united. These carbohydrates are exposed to the surface of the cell and they function like signs to other molecules like those taking place in sperm-egg interaction, blood clotting and inflammatory responses.

We can extract and purify proteins by different methods. We could use detergents for this job like SDS (ionic) or Triton (nonionic) and then we could analyze the proteins using electrophoresis.

Proteínas malas

Conocemos muchos tipos de organismos y microorganismos capaces de causar daño al ser humano y otros organismos. Bacterias, hongos, virus... pero, proteínas?, bueno, no es lo más común, pero existen.

Los priones, nombre con que se conoce a este tipo de proteínas, son capaces de generar infecciones y causar la muerte del organismos que invaden. Sin embargo, éstas no poseen material genético. Estas proteínas poseen una conformación que pueden transmitir, es decir, pueden contagiar a otras proteínas, por ejemplo, del organismo humano, para que adopten el mismo plegamiento o conformación, y éstas a su vez, inducen a otras proteínas, ocasionando una reacción en cadena y la acumulación de fibras insolubles que se pegan entre sí. La proteína logra expresarse (actuar, funcionar, por llamarle de algún modo) solo en ciertas regiones del sistema; las células del sistema nervioso parecen ser sus predilectas. Los priones generan un desorden irreversible a nivel celular sin generar respuesta del sistema inmune.

Hoy en día se conocen 9 enfermedades similares, llamadas encefalopatías espongiformes, ya que todas producen el mismo resultado, grandes vacuolas que se forman en el cerebro, siendo el aspecto final el de una esponja, de ahí su nombre. La más conocida de todas es la "enfermedad de las vacas locas", que surgió en el 87 en Inglaterra.

El contagio de algunas de las 9 variedades se produce comúnmente debido a la ingesta de carne contaminada o mal cocida. También se cree que pueden existir causas genéticas o autoinducidas, aunque se desconoce por qué razón la proteína adopta la forma prión.